Índice
- 1. Visão Geral do Produto
- 1.1 Características Principais
- 1.2 Aplicações
- 2. Dimensões do Encapsulamento
- 3. Características Elétricas e Ópticas (a Ts=25°C)
- 3.1 Tensão Direta (Vf)
- 3.2 Fluxo Luminoso (Φv) a IF=30mA
- 3.3 Ângulo de Visão, IRC e Resistência Térmica
- 4. Classificações Máximas Absolutas
- 5. Sistema de Classificação (Binning)
- 6. Curvas de Características Ópticas Típicas
- 6.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta (Curva I-V)
- 6.2 Corrente Direta vs. Intensidade Relativa
- 6.3 Efeitos da Temperatura do Pino
- 6.4 Padrão de Radiação
- 6.5 Distribuição Espectral
- 7. Informações Mecânicas e de Embalagem
- 7.1 Fita Portadora e Bobina
- 7.2 Informações da Etiqueta
- 7.3 Embalagem Resistente à Umidade
- 8. Diretrizes de Soldagem e Montagem
- 8.1 Perfil de Soldagem por Refluxo
- 8.2 Soldagem Manual
- 8.3 Manuseio Mecânico
- 9. Precauções de Armazenamento e Manuseio
- 9.1 Condições de Armazenamento
- 9.2 Proteção ESD
- 9.3 Compatibilidade Química
- 9.4 Projeto Térmico
- 10. Testes de Confiabilidade
- 11. Notas de Aplicação
- 12. Princípio de Funcionamento
- 13. Tendências de Mercado e Desenvolvimentos
- 14. Perguntas Frequentes
- 14.1 Posso acionar esses LEDs a 60 mA?
- 14.2 Qual é a umidade de armazenamento recomendada?
- 14.3 Como posso garantir consistência de cor em vários LEDs?
- 14.4 O LED é resistente a ambientes com enxofre?
- Terminologia de Especificação LED
- Desempenho Fotoeletrico
- Parâmetros Elétricos
- Gerenciamento Térmico e Confiabilidade
- Embalagem e Materiais
- Controle de Qualidade e Classificação
- Testes e Certificação
1. Visão Geral do Produto
Este LED SMD branco é fabricado utilizando um chip azul e fósforos para produzir luz branca. Ele apresenta um encapsulamento PLCC-2 com um ângulo de visão extremamente amplo, adequado para todos os processos de montagem e soldagem SMT. O produto está disponível em fita e bobina com 4000 peças por bobina e está em conformidade com RoHS. O nível de sensibilidade à umidade é 3.
1.1 Características Principais
- Encapsulamento de montagem superficial PLCC-2
- Ângulo de visão extremamente amplo (120 graus a 50% Iv)
- Adequado para todos os processos de montagem e soldagem SMT
- Disponível em embalagem de fita e bobina (4000 pçs/bobina)
- Nível de sensibilidade à umidade: 3
- Em conformidade com RoHS
1.2 Aplicações
- Indicadores ópticos
- Displays internos
- Iluminação decorativa
- Aplicações de iluminação geral
2. Dimensões do Encapsulamento
As dimensões do encapsulamento são 3,0 x 1,4 x 0,8 mm (comprimento x largura x altura). Todas as dimensões estão em milímetros com tolerâncias de ±0,2 mm, salvo indicação em contrário. A polaridade é indicada por uma marca no corpo do encapsulamento.
3. Características Elétricas e Ópticas (a Ts=25°C)
Os seguintes parâmetros são fornecidos para uma corrente direta de 30 mA, salvo indicação em contrário.
3.1 Tensão Direta (Vf)
A tensão direta é classificada em ranks: G1 (2,7-2,8V), G2 (2,8-2,9V), H1 (2,9-3,0V), H2 (3,0-3,1V), I1 (3,1-3,2V), I2 (3,2-3,3V) e J1 (3,3-3,4V).
3.2 Fluxo Luminoso (Φv) a IF=30mA
Dependendo do bin de temperatura de cor, as faixas de fluxo luminoso fornecidas são:
- Para 6000-6500K (RF-65HK13DS-ED-F-Y): OFA (9-10 lm), OHA (10-11 lm), PEA (11-12 lm), PFA (12-13 lm)
- Para 5510-6120K (RF-60HK13DS-ED-F-Y): faixas semelhantes com OGA (10-11 lm), OHA (10-11 lm), PEA (11-12 lm), PFA (12-13 lm), PGA (14-15 lm)
- Para 3700-4258K (RF-40HK13DS-ED-F-Y): OGA (10-11 lm), OHA (10-11 lm), PEA (11-12 lm), PFA (12-13 lm), PGA (14-15 lm)
- Para 2825-3050K (RF-30HK13DS-ED-F-Y): OGA (10-11 lm), OHA (10-11 lm), PEA (11-12 lm), PFA (12-13 lm)
- Para 2650-2868K (RF-27HK13DS-ED-F-Y): OGA (10-11 lm), OHA (10-11 lm), PEA (11-12 lm), PFA (12-13 lm), PGA (14-15 lm)
O fluxo luminoso típico é de aproximadamente 10,9 lm a 6000-6500K e 11,5 lm a 4000K. A tolerância de medição é de ±10%.
3.3 Ângulo de Visão, IRC e Resistência Térmica
- Ângulo de visão a 50% Iv: 120 graus
- Índice de Reprodução de Cor (Ra): 80 (mínimo)
- Resistência térmica Rth(j-s): 115 °C/W
- Corrente reversa (IR) a VF=5V: 10 μA (máx)
4. Classificações Máximas Absolutas
| Parâmetro | Símbolo | Classificação | Unidade |
|---|---|---|---|
| Dissipação de Potência | Pd | 136 | mW |
| Corrente Direta | IF | 40 | mA |
| Corrente Direta de Pico (1/10 de ciclo, pulso 0,1ms) | IFP | 100 | mA |
| Tensão Reversa | VR | 5 | V |
| ESD (HBM) | ESD | 2000 | V |
| Temperatura de Operação | Topr | -40 a +85 | °C |
| Temperatura de Armazenamento | Tstg | -40 a +100 | °C |
| Temperatura de Junção | Tj | 95 | °C |
Deve-se tomar cuidado para que a dissipação de potência não exceda a classificação máxima absoluta. A corrente máxima deve ser determinada com base no gerenciamento térmico para manter a temperatura de junção abaixo de 95°C.
5. Sistema de Classificação (Binning)
Os LEDs são classificados de acordo com a tensão direta, fluxo luminoso e coordenadas cromáticas. O diagrama de cromaticidade inclui múltiplos bins como WP2, WK2, WP3, WK3, NP3, NK3, etc., cada um definido por quatro coordenadas CIE xy. Isso garante consistência de cor e brilho para cada aplicação.
6. Curvas de Características Ópticas Típicas
6.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta (Curva I-V)
A 30 mA, a tensão direta é de aproximadamente 3,0V típica. A curva mostra o aumento exponencial esperado da corrente com a tensão acima do limiar.
6.2 Corrente Direta vs. Intensidade Relativa
A intensidade relativa aumenta quase linearmente com a corrente direta entre 10 mA e 40 mA.
6.3 Efeitos da Temperatura do Pino
À medida que a temperatura do pino aumenta de 25°C para 95°C, o fluxo luminoso relativo diminui gradualmente. A tensão direta também diminui ligeiramente com a temperatura (aproximadamente -2 mV/°C). A corrente direta deve ser reduzida em temperaturas mais altas para evitar exceder a temperatura máxima de junção.
6.4 Padrão de Radiação
O diagrama de radiação mostra um amplo ângulo de feixe com intensidade relativa quase constante de -60° a +60°, caindo para 50% em cerca de ±60°, consistente com a especificação de ângulo de visão de 120°.
6.5 Distribuição Espectral
O espectro mostra um pico na região azul (~450 nm) do chip e uma ampla emissão amarela do fósforo. Para diferentes temperaturas de cor (6500K, 4000K, 3000K), a intensidade relativa do pico azul diminui à medida que a CCT diminui, resultando em uma aparência mais quente.
7. Informações Mecânicas e de Embalagem
7.1 Fita Portadora e Bobina
O LED é embalado em fita portadora com passo de 4 mm e diâmetro de bobina de 180 mm (padrão). A polaridade é marcada na fita. Cada bobina contém 4000 peças.
7.2 Informações da Etiqueta
A etiqueta inclui número da peça, número da especificação, número do lote, código do bin para fluxo luminoso, bin de cromaticidade, rank de tensão direta, quantidade e código de data.
7.3 Embalagem Resistente à Umidade
O produto é enviado em sacos de barreira contra umidade com dessecante para manter baixa umidade. Após a abertura, os LEDs devem ser usados dentro de 24 horas se armazenados a ≤30°C e ≤60% UR, ou devem ser secos em estufa a 60±5°C por mais de 24 horas.
8. Diretrizes de Soldagem e Montagem
8.1 Perfil de Soldagem por Refluxo
Perfil de refluxo recomendado: Pré-aquecimento de 150°C a 200°C por 60-120 segundos; subida até 217°C com tempo acima de 217°C não excedendo 60 segundos; temperatura de pico 260°C por no máximo 10 segundos; resfriamento a ≤6°C/s. O refluxo não deve ser realizado mais de duas vezes e, se o tempo entre os refluxos exceder 24 horas, os LEDs devem ser secos em estufa.
8.2 Soldagem Manual
A soldagem manual deve ser feita com temperatura do ferro abaixo de 300°C por menos de 3 segundos, apenas uma vez.
8.3 Manuseio Mecânico
O material de encapsulamento é silicone, que é macio. Evite aplicar pressão na superfície superior. Use bicos de pick-and-place adequados com força controlada. Não dobre a PCB após a soldagem.
9. Precauções de Armazenamento e Manuseio
9.1 Condições de Armazenamento
Antes de abrir o saco de alumínio: armazenar a ≤30°C e ≤75% UR por até um ano a partir da entrega. Após a abertura: usar dentro de 24 horas a ≤30°C e ≤60% UR. Se não for usado, secar em estufa a 60±5°C por 24 horas.
9.2 Proteção ESD
O LED é sensível à descarga eletrostática (ESD) de até 2000V HBM. Devem ser tomadas precauções adequadas contra ESD durante o manuseio e a montagem.
9.3 Compatibilidade Química
Evite exposição a compostos de enxofre acima de 100 ppm. O teor de halogênio (cloro e bromo) deve ser controlado. Use apenas solventes de limpeza aprovados, como álcool isopropílico; a limpeza ultrassônica não é recomendada.
9.4 Projeto Térmico
A geração de calor pode reduzir a eficácia luminosa e deslocar a cor. Garanta um gerenciamento térmico adequado para manter a temperatura de junção abaixo de 95°C. A resistência térmica de 115°C/W significa que a 30 mA, a dissipação de potência é de cerca de 0,1W, resultando em um aumento de temperatura de cerca de 11,5°C acima do ponto de solda.
10. Testes de Confiabilidade
O produto passou nos seguintes testes de confiabilidade: soldagem por refluxo (2 vezes a 260°C), choque térmico (-40°C a 100°C, 300 ciclos), armazenamento em alta temperatura (100°C, 1000 horas), armazenamento em baixa temperatura (-40°C, 1000 horas), teste de vida a 30 mA e 25°C (1000 horas) e teste de vida em alta temperatura e alta umidade (60°C/90%UR, 30 mA, 1000 horas). Critérios: variação de Vf ≤10%, manutenção de fluxo luminoso ≥90%, sem abertura/curto/cintilação.
11. Notas de Aplicação
Para desempenho ideal, use acionamento de corrente constante com resistores limitadores de corrente apropriados. A corrente direta típica é de 30 mA, mas pode ser ajustada até 40 mA máximo absoluto. Considere a tolerância de classificação para cor e brilho consistentes em matrizes. O amplo ângulo de visão torna esses LEDs adequados para aplicações de indicadores e retroiluminação. Devido ao encapsulamento de silicone, evite contaminação por poeira e limpe com álcool isopropílico, se necessário.
12. Princípio de Funcionamento
Este LED branco usa um chip InGaN emissor de azul que bombeia um fósforo amarelo (tipicamente YAG:Ce). A combinação de luz azul e amarela produz luz branca. Diferentes temperaturas de cor são alcançadas ajustando a composição e concentração do fósforo.
13. Tendências de Mercado e Desenvolvimentos
A tendência da indústria continua em direção a maior eficácia, encapsulamentos menores e melhor qualidade de cor. Este encapsulamento PLCC-2 oferece um bom equilíbrio entre tamanho e desempenho térmico. Melhorias na tecnologia de fósforo permitiram uma gama de cores mais ampla e valores de IRC mais altos. O produto está em conformidade com RoHS e é adequado para aplicações de iluminação geral.
14. Perguntas Frequentes
14.1 Posso acionar esses LEDs a 60 mA?
Não, a corrente direta máxima absoluta é de 40 mA. Para operação confiável, permaneça dentro dos 30 mA típicos ou projete com redução adequada para temperatura.
14.2 Qual é a umidade de armazenamento recomendada?
Antes de abrir o saco, armazene a ≤75% UR. Após a abertura, use dentro de 24 horas a ≤60% UR ou seque antes do uso.
14.3 Como posso garantir consistência de cor em vários LEDs?
Use LEDs do mesmo bin (bin de cromaticidade e fluxo) e garanta um gerenciamento térmico adequado.
14.4 O LED é resistente a ambientes com enxofre?
O encapsulamento do LED é de silicone, que é sensível a compostos de enxofre. Mantenha a concentração de enxofre abaixo de 100 ppm no ambiente.
Terminologia de Especificação LED
Explicação completa dos termos técnicos LED
Desempenho Fotoeletrico
| Termo | Unidade/Representação | Explicação Simples | Por Que Importante |
|---|---|---|---|
| Eficácia Luminosa | lm/W (lumens por watt) | Saída de luz por watt de eletricidade, maior significa mais eficiente energeticamente. | Determina diretamente o grau de eficiência energética e custo de eletricidade. |
| Fluxo Luminoso | lm (lumens) | Luz total emitida pela fonte, comumente chamada de "brilho". | Determina se a luz é brilhante o suficiente. |
| Ângulo de Visão | ° (graus), ex., 120° | Ângulo onde a intensidade da luz cai à metade, determina a largura do feixe. | Afeta o alcance de iluminação e uniformidade. |
| CCT (Temperatura de Cor) | K (Kelvin), ex., 2700K/6500K | Calor/frescor da luz, valores mais baixos amarelados/quentes, mais altos esbranquiçados/frios. | Determina a atmosfera de iluminação e cenários adequados. |
| CRI / Ra | Sem unidade, 0–100 | Capacidade de reproduzir cores de objetos com precisão, Ra≥80 é bom. | Afeta a autenticidade da cor, usado em locais de alta demanda como shoppings, museus. |
| SDCM | Passos da elipse MacAdam, ex., "5 passos" | Métrica de consistência de cor, passos menores significam cor mais consistente. | Garante cor uniforme em todo o mesmo lote de LEDs. |
| Comprimento de Onda Dominante | nm (nanômetros), ex., 620nm (vermelho) | Comprimento de onda correspondente à cor dos LEDs coloridos. | Determina a tonalidade de LEDs monocromáticos vermelhos, amarelos, verdes. |
| Distribuição Espectral | Curva comprimento de onda vs intensidade | Mostra a distribuição de intensidade nos comprimentos de onda. | Afeta a reprodução de cor e qualidade. |
Parâmetros Elétricos
| Termo | Símbolo | Explicação Simples | Considerações de Design |
|---|---|---|---|
| Tensão Direta | Vf | Tensão mínima para ligar o LED, como "limiar de partida". | A tensão do driver deve ser ≥Vf, tensões somam-se para LEDs em série. |
| Corrente Direta | If | Valor de corrente para operação normal do LED. | Normalmente acionamento de corrente constante, corrente determina brilho e vida útil. |
| Corrente de Pulsação Máxima | Ifp | Corrente de pico tolerável por curtos períodos, usada para dimerização ou flash. | A largura do pulso e ciclo de trabalho devem ser rigorosamente controlados para evitar danos. |
| Tensão Reversa | Vr | Tensão reversa máxima que o LED pode suportar, além pode causar ruptura. | O circuito deve evitar conexão reversa ou picos de tensão. |
| Resistência Térmica | Rth (°C/W) | Resistência à transferência de calor do chip para a solda, mais baixo é melhor. | Alta resistência térmica requer dissipação de calor mais forte. |
| Imunidade ESD | V (HBM), ex., 1000V | Capacidade de suportar descarga eletrostática, mais alta significa menos vulnerável. | Medidas antiestáticas necessárias na produção, especialmente para LEDs sensíveis. |
Gerenciamento Térmico e Confiabilidade
| Termo | Métrica Chave | Explicação Simples | Impacto |
|---|---|---|---|
| Temperatura de Junção | Tj (°C) | Temperatura operacional real dentro do chip LED. | Cada redução de 10°C pode dobrar a vida útil; muito alta causa decaimento da luz, deslocamento de cor. |
| Depreciação do Lúmen | L70 / L80 (horas) | Tempo para o brilho cair para 70% ou 80% do inicial. | Define diretamente a "vida de serviço" do LED. |
| Manutenção do Lúmen | % (ex., 70%) | Porcentagem de brilho retida após o tempo. | Indica retenção de brilho ao longo do uso de longo prazo. |
| Deslocamento de Cor | Δu′v′ ou elipse MacAdam | Grau de mudança de cor durante o uso. | Afeta a consistência da cor nas cenas de iluminação. |
| Envelhecimento Térmico | Degradação do material | Deterioração devido a alta temperatura a longo prazo. | Pode causar queda de brilho, mudança de cor ou falha de circuito aberto. |
Embalagem e Materiais
| Termo | Tipos Comuns | Explicação Simples | Características e Aplicações |
|---|---|---|---|
| Tipo de Pacote | EMC, PPA, Cerâmica | Material da carcaça protegendo o chip, fornecendo interface óptica/térmica. | EMC: boa resistência ao calor, baixo custo; Cerâmica: melhor dissipação de calor, vida mais longa. |
| Estrutura do Chip | Frontal, Flip Chip | Arranjo dos eletrodos do chip. | Flip chip: melhor dissipação de calor, eficácia mais alta, para alta potência. |
| Revestimento de Fósforo | YAG, Silicato, Nitreto | Cobre o chip azul, converte alguns para amarelo/vermelho, mistura para branco. | Diferentes fósforos afetam eficácia, CCT e CRI. |
| Lente/Óptica | Plana, Microlente, TIR | Estrutura óptica na superfície controlando a distribuição da luz. | Determina o ângulo de visão e curva de distribuição de luz. |
Controle de Qualidade e Classificação
| Termo | Conteúdo de Binning | Explicação Simples | Propósito |
|---|---|---|---|
| Bin de Fluxo Luminoso | Código ex. 2G, 2H | Agrupado por brilho, cada grupo tem valores de lúmen mín/máx. | Garante brilho uniforme no mesmo lote. |
| Bin de Tensão | Código ex. 6W, 6X | Agrupado por faixa de tensão direta. | Facilita o emparelhamento do driver, melhora a eficiência do sistema. |
| Bin de Cor | Elipse MacAdam de 5 passos | Agrupado por coordenadas de cor, garantindo faixa estreita. | Garante consistência de cor, evita cor irregular dentro do dispositivo. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K etc. | Agrupado por CCT, cada um tem faixa de coordenadas correspondente. | Atende aos diferentes requisitos de CCT da cena. |
Testes e Certificação
| Termo | Padrão/Teste | Explicação Simples | Significado |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Teste de manutenção do lúmen | Iluminação de longo prazo a temperatura constante, registrando decaimento de brilho. | Usado para estimar vida do LED (com TM-21). |
| TM-21 | Padrão de estimativa de vida | Estima a vida sob condições reais com base nos dados LM-80. | Fornece previsão científica de vida. |
| IESNA | Sociedade de Engenharia de Iluminação | Abrange métodos de teste ópticos, elétricos, térmicos. | Base de teste reconhecida pela indústria. |
| RoHS / REACH | Certificação ambiental | Garante nenhuma substância nociva (chumbo, mercúrio). | Requisito de acesso ao mercado internationalmente. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificação de eficiência energética | Certificação de eficiência energética e desempenho para iluminação. | Usado em aquisições governamentais, programas de subsídios, aumenta a competitividade. |